Yj =5!п(ф + \/) = (7 , 5!пф cos\/ + (7 , созф, sin \/=: У cos\/ +A, sin у .

Следовательно, алгоритм ввода компенсирующего сдвига фазы ф путем изменения ортогональных составляющих сигнала Х и У получается следующим:

= AiCosy-K, sin\/ и К2 = К cosyч-Х, sin\/.

Таким образом, ввод поправки сводится к формированию составляющих Х2, Уг после сложения и вычитания квадратурных взвещенных с весами cos и sin составляющих Х\ и У\. Значение ц;, а, следовательно, и веса cos v/ и sin по азимутальным ячейкам меняются в соответствии с соотнощением (14.4) и рис. 14.9,г для различных каналов дальности, так как v/ зависит от /?о.

В каждом периоде повторения в любом канале дальности <рис. 14.12) формируется сумма сигналов с АЯ-1 азимутальных ячеек каждого квадратурного канала. Выходы каналов дальности объединяются коммутатором.

Требования к устройствам цифровой обработки сигналов РСА.

Пусть задано значение 6/=3 м на расстоянии /?о=80 км. Для этого при Х,=3см требуется сформировать искусственный раскрыв (апертуру) размером /.=/?офс=/?о/5/=800 м. При скорости движения носителя радиолокатора 400 м/с время запоминания сигнала t = L/V= 2 с. При 6/? = 6/ и /?тах = /?о = 80 км ЧИСЛО каналов дальности равно п = /?,шх/5/ = 27-10. Число суммируемых сигналов равно числу отраженных импульсов за время запоминания и при Fn = 1 ООО Гц составляет 2000. Если динамический диапазон системы обработки 10\ то необходим объем памяти около Ю * двоичных единиц.

Быстродействие системы обработки должно быть достаточным для получения радиолокационного изображения в реальном масштабе времени. При нефокусированной обработке в каждом канале дальности за Тп должны выполняться одна операция сложения (прибавляется очередной отраженный импульс) и одна операция вычитания (устраняется первый из накапливаемых импульсов). Скорость обработки при этом составляет InFn =г 107 операций/с. При фокусированной обработке сложению сигналов предшествует введение компенсирующего сдвига фаз, что увеличивает требуемое быстродействие до 10- 10° операций/с.

Таким образом, цифровые устройства требуют элементной базы со значительным быстродействием и использования сложных аналого-цифровых и цифроаналоговых преобразований, что приводит к росту стоимости, размеров и массы устройств.

О . ►,ч> =

Память на NT

▲

! ОЗУ на! ; ПЗС I

ППЗС

Рис. 14.13. Структура одного канала дальности при фокусированной обработке информации в процессоре РСА

Структурная схема устройства на приборах с зарядовой связью. Приборы с зарядовой связью (ПЗС) перспективны для обработки сигналов в РСА, поскольку в них необходима только дискретизация сигнала по времени, а АЦП не требуется, что существенно упрощает построение устройства обработки и снижает требования к быстродействию и объему памяти. При использовании ПЗС для обработки сигналов РСА (рис. 14.14) сигнал после фазового детектора квадратурных каналов дискретизируется по времени дискретизатором (Дек) и превращается в последовательность примыкающих друг к другу видеоимпульсов с изменяющейся амплитудой. Эти видеоимпульсы запоминаются в ячейках ОЗУ на Рис. 14.14. Структурная схема одного квадра-ПЗС период за периодом в тече- тарного канала обработки на ПЗС ние (Л+1)Гп. Считывание информации производится с одинаковых ячеек дальности ОЗУ на ПЗС, т.е. по азимуту. Сама обработка амплитуд видеоимпульсов реализуется в аналоговом виде в процессоре на ПЗС (ППЗС) и может заключаться в простом суммировании сигналов азимутальных ячеек ОЗУ при нефокусированной обработке или в суммировании взвешенных сигналов квадратурных каналов при фокусированной. Управление устройством осуществляется тактовыми импульсами (ТИ). С выхода процессора аналоговый сигнал сразу может подаваться на индикатор для отображения информации.

Ют УПЧ

t - - ,

ФД i Дек i а ▲

ОтКГ :

в литературе приводятся следующие данные о характеристиках РЛС с СА[ 13]:

Вид изображения местности на экране индикатора БРЛС в режиме

фокусированного синтезирования апертуры с цифровой обработкой сигналов в реальном масштабе времени показан на рис. 14.15.

Контрольные вопросы

14.1. Для решения какой задачи используются радиолокаторы с синтезированной апертурой?

14.2. Поясните принцип синтезирования апертуры.

14.3. Поясните принцип обработки сигна-Рис. 14.15. Изображение гористой ме- лов в СА.

стности на экране индикатора (монито- 14,4. в чем преимущество цифровой обра-ра) РЛС с СА ботки сигналов перед аналоговой?

14.5. Поясните схему устройства цифровой обработки сигналов РСА.

14.6. В чем преимущество приборов ПЗС перед приборами цифровой обработкой сигналов?